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              浅谈先简支后连续梁桥的应用
              2013-06-28 来源:筑龙网
              1、先简支后连续结构体系的优点

                简支梁桥属于单孔静定结构,构造简单,施工方便,其结构尺寸易于设计成系列化和标准化,有利于组织大规模预制生产,并用现代化的起重设备进行安装,采用装配式的施工方法可以大量节约模板支架木材,降低劳动强度,缩短工期,加快建桥速度。但简支梁桥跨中弯矩较大,致使梁的截面尺寸和自重较大,增大耗材量;而且在梁衔接处的挠曲线会发生不利于行车的折点,一般简支梁在梁衔接处设置成伸缩缝或桥面连续,伸缩缝造价较高,易破坏,又无法避免行车的不舒适性;桥面连续也较易出现破坏。

                连续梁桥无断点,行车舒适,且由于支点负弯矩的存在,使跨中正弯矩值明显减小,从而减少材料用量及结构自重,这些特点是简支梁桥所无法比拟的。但连续梁桥结构较复杂,且从桥梁建筑现代化的角度来衡量,钢筋混凝土连续梁桥逊色于简支梁桥,因为当跨径较大时,长而重的构件不利于预制安装施工,而往往要在工费昂贵的支架上现浇,需要的工期长。

                先简支后连续梁桥正发挥了上述两种梁桥的优点,克服了它们的缺点。先简支后连续梁桥构造简单,施工方便,既可以组织大规模预制生产,节约模板支架,降低劳动强度,缩短工期,加快建桥速度;又可以去掉桥墩上的伸缩缝,增强结构的整体性和行车舒适性,并且桥墩上由两排支座减少为一排,跨中弯矩也较小,减小了构件尺寸,节约了材料。

                2、先简支后连续结构体系的形式

                从国内外的现状看,先简支后连续的形式主要有以下四种:桥面连续、桥面板连续、普通钢筋混凝土结构连续、预应力钢筋混凝土结构连续(见图1、表1)。

                

                3、先简支后连续结构的受力特性分析

                先简支后连续结构从施工到营运主要可分为两个阶段:预制简支构件的安装架设(简支阶段);内支座区域现浇湿接缝混凝土、预应力钢筋后期张拉形成完整的连续结构(连续阶段)。简支阶段构件承受的是本身自重和前期预加力以及施工荷载等前期荷载;形成连续梁之后,构件还要承受后期恒载、车辆荷载、后期预加力,以及使用阶段的其他可变荷载等后期荷载。因此,先简支后连续结构的受力与简支梁或者完全的连续梁有较大的差别。该结构在简支阶段由荷载产生的变形,在内支座的接缝混凝土浇筑之后,其变形即被约束。这样,前期荷载与后期荷载分别在两个不同的结构体系下产生变形,且变形互不干扰。预制装配的先简支后连续桥梁在受力性能方面具有优越性,对混凝土的收缩、徐变以及支座不均匀沉陷等影响较小。在预制装配为简支结构时,混凝土的龄期较早,收缩与徐变的变形量都较大,这时的变形结构是静定体系,不产生支座反力,没有内力重分布。此时支座产生的不均匀沉陷也不产生次内力。在结构形成连续体系之后,对于收缩、徐变以及支座不均匀沉陷的分析则应按连续梁体系计算,这时应考虑其次内力以及内力重分布等。

                

                4、先简支后连续梁桥的应用实例

                山西省长晋高速公路北营沟大桥,桥面宽24.5 m,跨径为7×30 m先简支后连续T梁。下面以北营沟大桥为实例,介绍先简支后连续梁桥的优点。

                4.1 桥面开裂问题

                对于简支梁,桥面铺装中只布设防收缩的钢筋网即可。对先简支后连续的桥梁负弯矩区段的桥面铺装除加防收缩钢筋网以外,通过在负弯矩区施加预应力可有效地防止桥面铺装在第二期恒载和活载作用下开裂。北营沟大桥负弯矩区预应力分布为4索5股的OVM 锚预应力,预应力钢索由支点分别往前后延伸5m和7.5 m。从该大桥的静、动载试验结果和实际使用效果看,情况良好,桥面无任何开裂现象。

                4.2 内力比较

                为深入认识先简支后连续结构的受力情况,以北营沟大桥为实例.与简支梁和整体现浇连续粱进行内力对比(见表2)。

                

                从表2可以看出,先简支后连续梁桥的内力介于简支梁和整体现浇连续梁之间,其跨中正弯矩小于简支梁跨中正弯矩,但大于整体现浇连续粱跨中正弯矩;支点负弯矩小于整体现浇连续支点负弯矩。从当前预应力锚具规格看,先简支后连续梁桥的负弯矩较小是有利于预应力钢束布置的。

                5、结语

                通过以上结构形式、受力性能、经济效益以及工程应用的综合分析,可以认为,先简支后连续结构体系不仅结构性能合理,而且具有较好的经济效益,该结构体系中,以在内支座浇接缝处设置预应力钢筋的形式为最佳。

                在山西省高速公路建设中先简支后连续梁桥已经得到了广泛应用,且体现出了越来越多的优点,在今后的公路建设中将会得到更广泛的应用。
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